8 Minutės
Maži, blyškūs lopinėliai, išsibarstę Jezero krateryje, suteikė mokslininkams naujų įrodymų, kad kai kurios Marso vietos galėjo kadaise būti šiltos ir drėgnos oazės. NASA Perseverance roverio surinkti duomenys rodo, kad šios šviesios dėmės yra praturtintos kaolinitu — molio mineralu, kuris Žemėje dažniausiai susidaro ilgai trunkančio lietaus arba intensyvaus cheminio suirimo sąlygomis. Tai atveria naują langą į Marso senovinį klimatą ir galimą jo tinkamumą gyvybei.
Kodėl kaolinitas svarbus: mineralas, įrašantis lietų
Kaolinitas yra aliuminį turintis molio mineralas, susidarantis tada, kai lietaus vanduo arba šilti, cirkuliuojantys skysčiai lėtai išskalauja tirpius jonus iš uolienų ir nuosėdų, palikdami gryną molį. Žemėje ilgametės drėgnos klimato sąlygos — pavyzdžiui, atogrąžų miškai ar drėgni baseinai — yra vienos dažniausių kaolinitų susidarymo aplinkų. Todėl radinys Marse yra reikšmingas: jis reiškia ilgalaikį paviršinį vandenį ir cheminę atmosferos bei uolienų sąveiką, kuri skyrėsi nuo šiandienos šalčio ir sausumo.
Tokių mineralų aptikimas padeda rekonstruoti senovinius Marso klimatinius scenarijus ir nustatyti, ar sąlygos galėjo būti palankios mikrobinėms ekosistemoms. Kaolinitas veikia kaip geologinis klimato žurnalas — jo cheminė sudėtis ir struktūra gali atskleisti, kiek laiko ir kokiomis sąlygomis vyko skalavimas ar cheminis suirimas.
Tyrėjai, vadovaujami Adriano Brozo, Postdoktorantūros mokslininko Purdue universitete, kartu su Briony Horgan, išanalizavo šviesius, išblekusius atodangas ir išbarstytus fragmentus, sutiktus Perseverance kelionės metu Jezero krateryje. Jų rezultatai, paskelbti žurnale Communications Earth & Environment, remiasi roverio SuperCam ir Mastcam-Z instrumentų mineralų žemėlapiais, kurie nurodė aliuminį turinčias savybes, atitinkančias kaolinitą.
Kaolinitu turtingos uolienos, atrastos Perseverance, rodo, kad Marsas galėjo kadaise turėti šiltas, lietingas aplinkas, suteikdamos naujų užuominų apie planetos senovinį klimatą ir jos potencialą buvus gyvenamajai aplinkai.
Jezero blyškios dėmės: vietiniai fragmentai ar atplukdyti reliktai?
Kaolinitas aptinkamas ne tik kaip smulkūs akmenukai, bet ir kaip didesni, blyškūs rieduliai, išsimėtę po krateryje esančią lygumą. Toks pasiskirstymas kelia klausimą: iš kur šios uolienos kilusios?
Jezero krateryje kadaise buvo ežeras, maždaug dvigubai didesnis už Lake Tahoe, kurį maitino senovinė upių sistema ir kuri padėjo formuoti deltą. Horgan ir kolegos siūlo dvi pagrįstas transporto galimybes: kaolinitą turinčios uolienos galėjo būti išvystytos šalia ir vėliau atneštos upių srautais į Jezero, arba jos galėjo būti iškastos kitur ir krateryje užmestos po smūginių įvykių. Bet kuriuo atveju kaolinitų buvimas žymi reikšmingą vandens ir uolienų sąveikos epizodą.
Uolienų paviršiaus tekstūra ir išdėstymas taip pat suteikia užuominų apie pernešimo mastą: didesni rieduliai gali rodyti artimesnę kilmę arba vietinį klimato poveikį, o smulkūs fragmentai ir nuosėdos — ilgalaikį transportavimą ar nuosmukius delta zonose. Geologinis kontekstas krateryje padės atskirti vietines nuo atvežtinių medžiagų.
Purdue universiteto tyrimai, susiję su šviesiais ploteliais raudonai-oranžinėje Marso paviršiaus paletėje, rodo, kad tam tikrose planetos vietose galėjo būti drėgnos oazės su šiltu ir lietingu klimatu, panašiu į atogrąžų sąlygas Žemėje.
Kaip mokslininkai atskiria lietų nuo karštųjų versmių
Ne visas kaolinitas susidaro vienodai. Žemėje egzistuoja dvi pagrindinės takoskyros, kurios duoda panašius molio mineralus: žemos temperatūros cheminis suirimas, kurį varo lietus ir drėgmė per tūkstantmečius ar milijonus metų, ir aukštos temperatūros hidroterminis pakitimas, kai karšti skysčiai greitai išplauna uolienas. Kiekvienas procesas palieka specifinį cheminį pėdsaką — elementų santykius, izotopines charakteristikas ir mineralinius asocijus.
Brozas ir jo komanda palygino Perseverance surinktų kaolinitų spektrus su Žemės analogais, surinktais netoli San Diego ir Pietų Afrikoje. Martietiškos mėginio spektrinės charakteristikos labiau atitiko modelius, kuriuos sukelia žemos temperatūros plovimas, o ne hidroterminis poveikis. Tai stiprina interpretaciją, kad vyko ilgalaikis, lietumi varomas cheminis suirimas. Ši išvada yra svarbi, nes lietus reikalauja tankesnės atmosferos ir šiltesnio, ilgalaikio klimato palaikymo geologiniu mastu.
Spektriniai duomenys, gauti naudojant SuperCam ir Mastcam‑Z, leidžia atskirti mineralus pagal jų optines ir chemines savybes. Pvz., kaolinitas turi specifines infraraudonųjų spindulių absorbcijos savybes, o aliuminio turtingumas ir tam tikrų šarmų stoka gali skirtis nuo hidroterminės kilmės mineralų. Tokie skirtumai yra esminiai sprendžiant, ar vandens poveikis buvo ilgalaikis ar epizodinis.
Planetarinės pasekmės: klimatas, gyvenamumas ir chronologija
Jei šios uolienos tikrai įrašė lietų, tai praplečia Marso gyvenamumo langą iki sąlygų, panašesnių į Žemės, nei anksčiau patvirtinta. Lietumi varomas cheminis suirimas formuoja stabilų paviršinį vandenį ir dirvožemius, kurie galėjo sudaryti terpę mikrobinėms bendrijoms — jei gyvybė kada nors čia atsirado arba buvo pernešta iš kitur.
Datavimas ir kontekstinis žemėlapių sudarymas bus būtini, kad kaolinitą būtų galima įterpti į Marso geologinę kronologiją. Reikia nustatyti, ar lietaus epizodas sutapo su Jezero ežero egzistavimu, ar jis atspindi ankstesnį arba vėlesnį klimato etapą. Atsakyti į šiuos klausimus reikės papildomų roverio stebėjimų, orbitoje atliktų didesnių kaolinitinių atodangų apžvalgų ir kruopštaus mineralų grūdelių geocheminio tyrimo.
Be to, geochronologiniai metodai, tokie kaip radioizotopinis datavimas uolienose ar tarpusavio ryšių nustatymas deltae ir ežero nuosėdose, padėtų nustatyti laiko mastą. Tokie duomenys leistų geriau suprasti, ar Marso klimatas kito epizodiškai ar išliko palankus šiltesnėms, drėgnoms sąlygoms ilgą laiką.
MISIJOS ĮRANKIAI IR KAS TOLIAU
Perseverance SuperCam naudoja lazeriu sukeltos plazmos spektroskopiją (LIBS) ir matomą-infraraudoną spektrometriją, kad iš maždaug kelių metrų atstumo aptiktų mineralines charakteristikas, tuo tarpu Mastcam‑Z suteikia daugiaspektrinį vaizdavimą ir stereoskopinį kontekstą. Šių instrumentų derinys leidžia mokslininkams identifikuoti tikslines vietas, kaip kaolinitas, vietoje ir planuoti tikslingus mėginių ėmimus.
Orbitalinės misijos jau atskleidė didesnes kaolinitines atodangas kitose Marso dalyse, tačiau Perseverance pateikia unikalų „lauko patikrinimą“ — tiesioginį ant paviršiaus gautą įrodymą. Kol kitas roveris nepasieks tolimų atodangų, maži išblekę akmenukai Jezero krateryje yra tiesiausias, vietoje surinktas įrodymas, kaip šie moliai susidarė. Ateities misijos, mėginių parvežimo programos ir koordinuotas orbitinis žemėlapių sudarymas suteiks galimybę detaliau išanalizuoti Marso drėgnų epochų pobūdį ir trukmę.
Tolimesni žingsniai apims išsamesnes mineralogines analizes, aukštesnės raiškos orbitoje gautų duomenų palyginimus ir integruotą geologinį modeliavimo darbą, kuris gali sujungti vietos stebėjimus su platesne Marso istorija. Mokslininkų bendruomenė taip pat diskutuoja, kaip prioritetizuoti mėginių ėmimą: kokie fragmentai gali suteikti daugiausiai informacijos apie klimato sąlygas ir galimą biologinį potencialą.
Ekspertų komentaras
„Kaolnito atradimas Jezero panašus į meteorologinę ataskaitą iš milijardų metų senumo laikų,“ sako dr. Elena Márquez, planetinė geochemininkė, neaktyviai dalyvavusi tyrime. „Minera logija gali atskleisti, ar vanduo ilgai išsilaikė ant paviršiaus, ar karšti skysčiai trumpai paveikė uolienas. Dabartiniai duomenys labiau linksta į ilgesnį, lietumi varomą cheminį suirimą — scenarijų, kuris daro senovinį Marsą daug labiau tinkamą gyvybei, kokią mes pažįstame.“
Toks komentaras pabrėžia, kaip svarbu jungti spektrinius duomenis su geologiniu kontekstu: vien tik mineralų aptikimas yra tik pradinis žingsnis, o platesnė interpretacija reikalauja tarpdisciplininio požiūrio, apimančio mineralogiją, geocheminę analizę ir klimato modeliavimą.
Platesnė perspektyva ir ateities perspektyvos
Šis kaolnito radinys prideda svarbų duomenų tašką į ilgalaikes diskusijas apie Marso senovinį klimatą: ar ankstyvasis planetos periodas buvo šaltas ir ledinis su epizodiniais atšilimais, ar jis pažymėtas ilgalaikėmis šiltais ir drėgnomis intervalais? Įrodymai apie lietumi varomą molių susidarymą palaiko pastarąjį scenarijų, bent jau lokaliai ir epizodiškai.
Tolesnė Perseverance matavimų analizė, palyginimai su Žemės analogais ir koordinacija su orbitinėmis stebėjimų programomis pagerins mūsų supratimą, kada ir kur Marsas turėjo paviršinį vandenį. Kiekvienas mineralo grūdelis ir blyškus akmenukas yra planetarinės istorijos fragmentas — mažytė, bet galinga užuomina ieškant Marso vandeningos praeities ir jo gebėjimo palaikyti gyvybę.
Gilesnis suvokimas apie drėgnas Marso epochas taip pat prisidės prie misijų planavimo ir prioritetų nustatymo ateities bandoms, įskaitant mėginių parvežimo kampanijas ir tolimų atodangų tyrimus. Tokie žingsniai gali būt lemtingi nustatant, ar Marsas kadaise buvo ne tik geologiškai aktyvesnis, bet ir biologiškai palankesnis nei manyta anksčiau.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą